細胞連接方法和細胞黏接功能

1、細胞連接方法和細胞黏接功能1分布:存在腔道上皮細胞管腔面頂端及腦毛細血管內皮細胞間一、以緊密連接為特征的封閉連接3形態(tài)焊接線/嵴線:跨膜蛋白排列形成膜質雙層外層胞質面/P面有嵴網,膜質雙層內層質膜外側面/E面有對應的溝2. 電鏡下結構緊密連接處，兩個相鄰細胞質膜以斷續(xù)的點連在一起。特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白質顆粒條索，交錯成網狀，將細胞間隙封閉起來。 細 胞 連 接 與 細 胞 極 性 錨定連接：是一類由細胞骨架纖維參與，存在于細胞之間或細胞與細胞外基質之間的連接結構 。分布：廣泛分布于各種組織，特別是在上皮、心肌和子宮頸等需要承受機械力的組織中尤為豐富。功能：形成能夠抵抗機械張力的牢固黏合，

2、參與組織器官形態(tài)和功能的維持、細胞的遷移運動以及發(fā)育和分化等多種過程。二、錨定連接分類:1黏合連接:與肌動蛋白纖維相連黏合帶:細胞與細胞之間黏合斑:細胞與細胞外基質之間2橋粒連接:與中間纖維相連橋粒:細胞與細胞之間半橋粒:細胞與細胞外基質之間錨定連接兩類蛋白(一)黏合連接是由肌動蛋白纖維介導的錨定連接1.黏合帶存在部位：位于上皮細胞緊密連接的下方，是相鄰細胞之間形成的一個連續(xù)的帶狀結構。分子組成：穿膜黏著蛋白 鈣黏著蛋白 (cadherin)，屬于Ca2+依賴性細胞黏附分子。胞內區(qū)：通過細胞內錨定蛋白與肌動蛋白絲相連； 胞外區(qū)：與相鄰細胞的鈣黏著蛋白胞外部分結合。錨定蛋白：、聯(lián)蛋白、黏著斑蛋白

3、、斑珠蛋白和-輔肌動蛋白功能：使相鄰細胞的微絲束通過細胞內錨定蛋白和穿膜黏 著蛋白連成廣泛的穿膜網，使組織連為一個堅固的 整體；微絲束具有收縮功能，可以使上皮細胞內陷形成管 狀或泡狀原基，從而在胚胎發(fā)育形態(tài)發(fā)生中起重要 作用。 黏合帶（adhesion belt）2.黏著斑存在部位：位于上皮細胞基底部，是細胞通過局部黏附與細胞外基質之間形成的黏著連接。分子組成：穿膜黏著蛋白 :膜整聯(lián)蛋白(integrin) （多數為51） 胞外區(qū)：與細胞外基質成分相連；胞內區(qū)：通過錨定蛋白與肌動蛋白絲相連。錨定蛋白：踝蛋白(talin)、-輔肌動蛋白、細絲蛋白(filamin)和紐蛋白等。 功能：介導細胞與細

4、胞外基質的黏著；參與細胞的遷移；參與細胞信號轉導。1.橋粒 存在部位：位于上皮細胞黏著帶的下方，是相鄰細胞間的一種斑點狀的錨定連接結構。(二)橋粒連接是由中間纖維參與的錨定連接分子組成： 細胞內錨定蛋白：構成橋粒斑，是中間纖維附著的部位。橋粒斑珠蛋白；橋粒斑蛋白。 穿膜黏著蛋白 鈣黏著蛋白家族。 橋粒黏蛋白； 橋粒膠蛋白。 胞內部分：與細胞內錨定蛋白構成的橋粒斑相連。胞外部分：與相鄰細胞的穿膜黏著蛋白相連，通過依賴Ca2+的黏附機制將兩個相鄰細胞連接在一起。功能：相鄰細胞中的中間纖維通過細胞橋粒斑和穿膜黏著蛋白構成了貫穿整個組織的整體網架，增強了組織抵抗外界壓力與張力的機械強度。電鏡下橋粒處相

5、鄰細胞膜間的間隙約30nm，在質膜的胞質面有一塊厚度為15-30nm的盤狀致密斑，中間纖維直接與其相連；相鄰兩細胞的致密斑由跨膜連接糖蛋白相互連接。與橋粒相連的中間纖維的成分依據不同的細胞類型而不同。電鏡下橋粒橋 粒 結 構 模 式 圖 上皮細胞與基底膜之間的連接結構 ，因其結構僅為橋粒的一半而得名。形態(tài)上與橋粒類似，但功能與化學組成不同。 功能：把上皮細胞與其下方的基底膜連接在一起，防止機械力造成的上皮與其下方的組織剝離。2.半橋?；瘜W組成：錨定蛋白網蛋白(plectin），構成胞質斑，可與細胞內的中間纖維相連。穿膜黏著蛋白 ：整聯(lián)蛋白（64） ，穿膜蛋白BP180可與基底膜中層黏連蛋白（錨

6、定纖維）發(fā)生黏附性結合，從而將細胞與基膜牢固地鉚在一起。HemidesmosomesHemidesmosomes一種特殊的細胞連接, 位于特化的具細胞間通訊作用的細胞 具機械的細胞連接作用在細胞間形成電偶聯(lián)或代謝偶聯(lián), 以此來傳遞信號 通訊連接的方式： 間隙連接(gap junction) 化學突觸(chemical synapse) 胞間連絲(plasmodesmata):plant cells only三、通訊連接（communicating junction） (一)間隙連接是動物組織中普遍存在的一種細胞連接方式 電鏡下結構：間隙連接部位相鄰細胞膜之間有23nm的縫隙，因而間隙連接又稱縫

7、隙連接。 基本結構單位連接子(connexon)。由6個相同或相似的穿膜連接蛋白 連接子蛋白環(huán)繞而成，中央形成1.52nm的親水性通道。相鄰質膜上的兩個連接子相對接而連在一起，通過中央通道使相鄰細胞質連通。功能：加強相鄰細胞的連接，介導細胞間通訊。間隙連接相鄰細胞膜上的兩個連接子對接形成一個間隙連接單位。間隙連接的通透性是可以調節(jié)的。間隙連接的功能在代謝偶連、神經沖動信息傳遞、早期胚胎發(fā)育和細胞分化過程中起重要作用。（二）突觸也是一種細胞通訊連接方式突觸：神經元之間或神經元與效應細胞（如肌細胞）之間通過突觸（synapse）完成神經沖動的傳遞。 電突觸（electronic synapse）細

8、胞間形成間隙連接，電沖動可直接通過間隙連接從突觸前向突觸后傳導，突觸速度快而準確。 化學突觸（chemical synapse）突觸前和突觸后細胞膜之間存在20nm寬的間隙，神經沖動通過神經遞質小泡釋放神經 遞質作用于突觸后細胞，引起新的神經沖動。有一個“電信號-化學信號-電信號”的轉換過程，是一種間接而慢速的信息傳遞形式。 電突觸結構示意圖A.電突觸結構示意圖 B. 電突觸的間隙連接示意圖化學突觸存在于可興奮細胞之間的細胞連接方式,它通過釋放神經遞質來傳導神經沖動。由突觸前膜(presynaptic membrane)、突觸后膜(postsynaptic membrane)和突觸間隙(syn

9、aptic cleft)三部分組成功能分類結構分類主要特征主要分布封閉連接緊密連接相鄰細胞膜形成封閉索上皮細胞、腦微血管內皮細胞錨定連接黏著連接肌動蛋白絲參與的錨定連接黏著帶細胞-細胞連接上皮細胞黏著斑細胞-細胞外基質連接上皮細胞基底面橋粒連接中間纖維參與的錨定連接橋 粒細胞-細胞連接心肌細胞、上皮細胞半橋粒細胞-細胞外基質連接上皮細胞基底面通訊連接間隙連接由連接子介導細胞通訊連接大多數動物組織細胞突觸連接神經細胞突觸通訊連接神經元和神經-肌細胞間細胞連接的類型Cell Junction and Cell Adhesion 退 出首 頁第十章 細胞連接與細胞黏附第二節(jié) 細胞黏附細胞黏附是普遍的

10、細胞生命現象之一 可發(fā)生與原核細胞或真核細胞，不同物種的同型細胞之間也可能發(fā)生細胞黏附的介導因子細胞黏附分子（cell adhesion molecule，CAM）一類廣泛存在于細胞膜上的穿膜糖蛋白，是介導細胞與細胞之間、細胞與細胞外基質之間相互結合并起黏附作用的一類細胞表面分子?？纱笾路炙念悾衡}粘素、選擇素、免疫球蛋白超家族及整聯(lián)蛋白家族。共同點：跨膜糖蛋白，分子結構由三部分組成：胞外區(qū)，肽鏈的N端部分，帶有糖鏈，負責與配體的識別；跨膜區(qū)，多為一次跨膜；胞質區(qū)，肽鏈的C端部分，一般較小，或與質膜下的骨架成分直接相連，或與胞內的化學信號分子相連，以活化信號轉導途徑。 3.細胞黏附分子介導細胞識

11、別與黏附的方式：同親型結合（homophilic binding）：相鄰細胞表面的同種黏附分子間的相互識別與黏附，如鈣黏著蛋白；異親型結合（heterophilic binding）：兩相鄰細胞表面的不同種黏附分子間的相互識別與黏附，如選擇素和整聯(lián)蛋白；連接分子依賴性結合（linker-dependent binding）：即相鄰細胞黏附分子通過連接分子中介才能相互識別與黏附。親同性親異性借連接分子單次穿膜糖蛋白，由700750個氨基酸殘基組成。在質膜中常以同源二聚體的形式存在。鈣黏著蛋白分子結構同源性很高。胞外區(qū)約由110個氨基酸殘基組成，常折疊成5個重復結構域，可結合Ca2+，賦予鈣黏著蛋

12、白分子剛性和強度。Ca2+結合越多，鈣黏著蛋白剛性越強。 一、鈣黏著蛋白家族鈣黏著蛋白是一類依賴于Ca2+的同親型細胞黏附分子。 1. 鈣黏著蛋白分子結構 鈣黏著蛋白的結構與功能A. 一個經典鈣黏著蛋白 B. 一個鈣黏著蛋白重復子的三維結構C. Ca2+對鈣黏著蛋白的影響 介導細胞與細胞之間的同親性細胞黏附 在胚胎和成人組織中，同類細胞需要具備自我標識與彼此黏附的特性。2.鈣黏著蛋白的功能 在個體發(fā)育過程中影響細胞的分化，參與組織器官 的形成 通過調控鈣黏著蛋白表達的種類與數量而決定間的相互 作用，影響細胞的分化。 上皮-間質轉型（epithelial-mesenchymal transiti

13、on,EMT）： 上皮細胞轉型為間質細胞或間質細胞轉型為上皮細胞是一個受控的可逆過程，是細胞轉分化的一種方式，其分子機制是E-鈣黏著蛋白的表達與否。細胞分選 參與細胞之間穩(wěn)定的特化連接結構的形成。 如參與形成黏著帶等。橋粒鈣粘素-中間纖維粘附連接鈣粘素-微絲 鈣黏著蛋功能的喪失在惡性腫瘤的擴散中起重要作用，如缺失E-鈣黏著蛋可導致上皮性腫瘤的發(fā)生； 臟器纖維化病變與EMT有關，例如與腎纖維化病變直接相關的腎間質成纖維細胞絕大多數由上皮細胞經EMT而來。3.鈣黏著蛋白與疾病 二、選擇素 選擇素是一類依賴于Ca2+的異親型細胞粘附分子，能特異性地識別其他細胞表面寡糖鏈中的特定糖基。選擇素家族成員

14、L-選擇素：淋巴細胞、各種白細胞P-選擇素：血小板、內皮細胞E-選擇素：內皮細胞1.選擇素的分子結構 單次穿膜糖蛋白；胞外區(qū)由三個獨立的結構域組成：N-末端凝集素樣結構域：識別特異糖基，參與細胞之間選擇性黏附的重要活性部位表皮生長因子(EGF)樣結構域補體調節(jié)蛋白（CCP）結構域 具有加強分子間粘附以及參與補體系統(tǒng)調節(jié)等作用。胞內區(qū)可通過錨定蛋白與細胞內微絲結合。 三種已知選擇素的結構示意圖A. 三種選擇素的結構 B. 這三種選擇素都能夠識別糖蛋白寡糖鏈末端的糖基配體并與之結合 C. 糖基配體的詳細結構參與白細胞與血管內皮細胞或血小板的識別與黏著，幫助白細胞從血液進入炎癥部位。2.選擇素的功能

15、選擇素及整聯(lián)蛋白介導白細胞遷移 免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF），分子結構中含有免疫球蛋白（Ig）的類似結構域，一般不依賴于Ca2。免疫球蛋白結構域是指借二硫鍵維系的兩組反向平行折疊結構。結構：胞外區(qū)由一個或多個免疫球蛋白(Ig)樣結構域組成。每一個Ig結構域都是由90110個氨基酸殘基形成的緊密折疊結構，其間有二硫鍵相連接。三、免疫球蛋白超家族黏附方式：Ig-SF成員復雜，包括多個黏附分子家族。同親型細胞黏著：神經細胞黏附分子（neural cell adhesion molecule，N-CAM）及血小板-內皮細胞黏附分子（PE-CAM）；異親型細胞黏著：細胞間

16、黏附分子（I-CAM）及血管細胞黏附分子（V-CAM）等。 大多數Ig-SF黏附分子介導淋巴細胞和免疫應答所需要的細胞（巨噬細胞、其他淋巴細胞和靶細胞）之間的特異的相互作用；但一些Ig-SF成員，如N-CAM介導非免疫細胞的黏著。Ig-SF黏附分子的功能 神經細胞黏附分子(N-CAM)胞外區(qū)有5個免疫球蛋白樣的結構域；通過同親型黏著機制與相鄰細胞同類分子結合黏附在一起；與神經系統(tǒng)的發(fā)育、軸突的生長和再生以及突觸的形成密切相關。 血管細胞黏附分子（V-CAM）通過異親型細胞黏附著機制參與細胞黏附。與白細胞表面的41整聯(lián)蛋白相結合，使白細胞沿內皮滾動并固著于炎癥部位的血管內皮，發(fā)生鋪展，進而分泌水

17、解酶而穿過血管壁。 細胞間黏附分子（I-CAM）：有多種類型I-CAM在淋巴系統(tǒng)抗原識別、細胞毒T細胞功能發(fā)揮以及淋巴細胞的募集方面起重要作用；內皮細胞I-CAM可通過與白細胞表面的整聯(lián)蛋白分子結合，在炎癥反應中發(fā)揮作用。整合素（integrin）大多為異親性CAM，其作用依賴于Ca2/Mg2+。介導細胞與細胞間的相互作用及細胞與細胞外基質間的相互作用。幾乎所有動植物細胞均表達整合素。異二聚體，可識別RGD序列四、整聯(lián)蛋白家族1.整聯(lián)蛋白是由和兩個亞基形成的異二聚體穿膜蛋白 整聯(lián)蛋白和亞基均由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內區(qū)三個部分組成：胞外區(qū)：球狀頭部區(qū)，是整聯(lián)蛋白分子與配體結合部位；可通過自身結構域與含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的細胞外基質成分（纖連蛋白、層粘連蛋白、膠原等）結合，介導細胞與